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第一部分  导电线芯

一、 导电线芯及裸导体制品

1． 圆单线的截面和重量计算：

(1)单一材料的圆单线：

截面  F=0.25π*d12 （mm2）     

重量  W1=F*r=0.25π*d12*r （kg/km）

W1铜=6.982 d12 （kg/km）   W1铝=2.121 d12 （kg/km）  

 W1 钢=6.126 d12 （kg/km）

 F—圆单线截面积   mm2                      W1 --导线重量   kg/km

 d1—圆单线直径   mm                        r—所用材料比重   g/cm3

(2)双金属线:

1) 重量系数法:

 W2=W1*K                           W2锡=W1铜*K=6.982d12 *K

2) 综合比重法:

 W2=0.25π*d12* r2  *(r-r1)/(r2-r1)

 W2—镀层材料重量   kg/km                  K --镀层的重量系数   见表1

 d2—镀层单线的直径   mm                   r –有镀层材料的比重   g/cm3

 r1—内层材料的比重    g/cm3               r2—镀层材料的比重    g/cm3  

表1.

2.型线的截面和重量计算

1) 裸扁线的截面和重量计算

(1) 截面  F=a*b - f=a*b-[(2R)2-πR2] = a*b - 0.358 R2      (mm2)  

(2) 周长  C=2(a+b) - L=2(a+b)-(8R-2πR) =2(a+b) - 1.72R    (mm)

(3) 重量  W1=F*r      (kg/km)

a— 扁线厚度   mm                                b—扁线宽度   mm

R—扁线的圆角半径   mm                           r—方角一圆角截面的差数   mm2

L—方欠与圆角周长的差数   mm                     F—扁线截面积   mm2

C—扁线的周长   mm                               r—所用材料比重   g/cm3

2) 双沟形电车线截面和重量计算

双沟形是车线截面可用作图法分块计算,然后相加而得,或使用求积仪测得。但在计算重量时可用标称截面计算。

(1) 铜电车线

W=F*8.89    （kg/km)                  F—标称截面  mm2

(2) 铝合金电车线

   W=F*r   (kg/km)                   r—铝合金比重  g/cm3

(3) 钢铝电车线

W=W铜+W铝=F钢*r钢+F铝*r铝    (kg/km)

(参照电线电缆手册 第二册709页  表12—5)

3) 高压电缆用型线芯重量计算

(1) 空心绞合线芯直径D

D=D0+2(tz+t弓)  (mm)

(2) 重量

W=(FZnZ+F弓n弓)*r*K   (kg/km)

tz、t弓—Z形及弓形线厚度  mm                 D0 —油道直径  mm

FZ、F弓—Z形及弓形线厚度  mm                 nZ、n弓—Z形及弓形线根数

r —所用材料比重  g/cm3                        K—线芯绞入系数

二、 绞线

1． 绞合线芯的结构计算

1） 线芯按正规绞合时总根数

表2

表3

（2）非正规绞合时,线芯外径比M的计算:

  M=D/d=d[1+1/sin(1800/Z)]/d=1+1/sin(1800/Z)

(3)线芯外径：

  D=M*d

  Z—外层根数          d—单线直径  mm            n—层数   

  D—线芯直径    mm        M—外径比

表4

3） 复绞线外径计算：

D=M*d            其中：M—外径比        d—单丝外径      mm

复绞线外径比               

表5 

4) 束线芯的结构计算:

(1) 束线芯各层根数及总根数的计算

a: 中心为1根时,第n层及总根数

  第一层   Z1=1                       第n层   Zn=6(n-1)   (n>2)

  总根数   Z=3n2-3n+1

 b: 中心为2—5根时，第n层及总根数

  第一层   Z1（2、3、4、5根）         第n层   Zn=Z1+6（n-1）

  总根数   Z=3n2-3n+nZ1

(2) 束线芯外径计算

a: 中心为1—6根时外径经比的计算可按正规绞合外径比计算

  D=M束*d*K                         d—单线直径  mm

K为束线后外径调整系数,因为束线层数越多,其外径由于嵌入空隙而比正规排列有所减小,所以通过调整系数K予以调整。               

 束线外径比M束和调整系数                 

表6

b.中心根数无法分清时外径的计算:

D=1.05[（4Z-1）/3]1/2 *d  （mm）

其中：Z—单线总根数                          d—单线标称直径   mm

2.绞合线芯的重量计算

（1） 普通绞线：由相同线径的同一种材料构成

截面  F=π/4 *d2Z  （mm2）

重量  W=F*r*Km     （kg/km）

其中: d—单线标称直径  mm                    Z—单线根数；

      r—所用材料比重  g/cm3                  Km—平均绞入系数

（2） 组合绞线由不同材料的单线构成，不同材料的单线直径有相同的，也有不同的。

不同材料相同单线直径的截面和重量：

截面：F=F1+F2=π/4*d2Z1+π/4*d2Z2=π/4*d2（Z1+Z2）  （mm2）

重量：W=W1+W2=F1*r1*K1m+F2r2*K2 m =π/4*d2（Z1*r1*K1 m +Z2*r2*K2 m） （kg/km）

不同材料不同单线直径的截面和重量：

截面：F=F1+F2=π/4*f*Z1+π/4* d22 *Z2 =π/4（d12Z1+d22Z2） （mm2）

重量：W=W1+W2=F1*r1*K1 m +F2*r2*K2 m =π/4（d12Z1r1K1 m + d22Z2r2K2 m） （kg/km）

其中:d1、d2—两种不同材料的单线标称直径  mm          r1、r2—两种不同材料的比重  g/cm3

     Z1、Z2—两种不同材料的单线根数                 d 单线标称直径  mm

     K1 m、K2 m—两种不同材料单线绞合的平均绞入系数

    对于钢芯铝绞线的材料重量计算，应该采用组合绞线的计算方法。先计算出每公里各种材料的重量以后，再算出每吨产品各种材料的重量。

    W=W1+W2          

 其中: W—钢芯铝绞线总重  kg/km     W1—钢线重量  kg/km      W2—铝线重量  kg/km

每吨钢芯铝绞线中钢重量为：W1ˊ=W1/W*1000 （kg/t）

每吨钢芯铝绞线中铝重量为：W2ˊ=W2/W*1000   （kg/t）

  注: 对探测电缆、野外电缆用钢、铜混绞线也用此公式）

（3） 复绞线：

重量: W=W股*Z股*K复（kg/km）

  其中:Z股—复绞线中股数         W股--绞制股线的重量  kg/km     K复--复绞线绞入系数

（4） 束线：

 重量：W=π/4*d2 Z*r*K  kg/km

  其中: d--单线标称直径  mm      r—所用材料比重  g/cm3         K—绞入系数  查表7

       Z—单线根数

2． 绞入系数K值的理论计算：

∵Mp=h/D    

∴h=Mp*D

∵L=[h2+（πD）2]1/2=[（MpD）2+（πD）2] 1/2=D（Mp2+π2）1/2

∴K=L/h= D（Mp2+π2）1/2/Mp*D=[1+（π/Mp）2]1/2       

其中: Mp—节距比  h—节距    D—导线直径                            

 绞入系数查对表             

表7

三、紧压圆形线芯的重量计算：

1． 单芯  W=F*r*η*K1m  （kg/km）     S=π/4*d2*Z*η  （η=1/μ）

2． 多芯  W=F*r*N*η*K1m *K2m  （kg/km）

其中：截面为25—70 mm2      η=0.95        μ=1.05

      截面为95—120 mm2     η=0.97        μ=1.035

      截面为150—   mm2     η=0.96        μ=1.04

      F—线芯面积    mm2

      r—所用材料比重   g/cm3

      K1m—线芯平均绞入系数

      K2m—成缆时平均绞入系数

      N—成缆线芯根数    μ—延伸系数

四、扇形线芯的结构和重量计算

1.扇形线芯有两芯180°、三芯120°和四芯3*100°+1*60°

 线芯高度与相当圆直径的关系     

                                                                          表8

 注：t—绝缘厚度  毫米

2.扇形线芯重量计算：

 绞线  W=F*r*N*η*K1m*K2m  （kg/km）

 独根扇形线  W= F*r*N* K2m  （kg/km）

 （符号同紧压圆形线芯）

五、 通讯电缆的结构和重量：

1． 通讯是缆的绞线组及成缆直径的计算  见表9

（1）绞线组直径的计算    见表9

   其中: D—绞线直径mm                    d--单线直径mm    

        Δ1—绝缘厚度mm                   Δ2—屏蔽层厚度 mm

（2）电缆外径D

  a.纸带绝缘对绞市话电缆外径

   D=M*d组 (mm)   

   其中：d组—对绞组直径  mm       

        M—外径比(查电线电缆手册、二册768页表12—37)

   b.塑料绝缘对绞市话、局用及配线电缆外径

   5对以下的电缆芯外径     D=2Md    mm

   10—100对电缆外芯       D=（4/π*S*K）1/2  mm

    其中：S—所有单根绝缘线芯的总截面积  mm2       K—绞缆外径系数

绞线组直径的计算

表9

2.同轴电缆导电线芯重量计算:

(1) 内导体 W1=π/4*d12*r* Z1*K  (kg/km)

(2) 外导体 W2=b*δ*r*Z1*K      (kg/km)

(3) 对称四线组、信号线：

    W3=π/4*d2*r*Z2*K1*K      (kg/km)

其中：d1—内导体标称直径  mm               d2—对称线或信号线标称直径  mm

 r—所用材料比重  g/cm3                            K1—星绞或对绞绞入系数    查表7

      K—成缆绞入系数    查表7

Z1、Z2—一根电缆中，同轴对或对称线、信号线单线根数